2013 Fiscal Year Research-status Report
大気圧プラズマ由来ラジカル種の触媒等固体表面における反応機構解明
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25871191
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
寺本 慶之 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究員 (00635328)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ラジカル種 / レーザー計測 / プラズマ / 放電 |
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| Research Abstract |
大気圧プラズマ由来ラジカル種の触媒等固体表面における反応機構解明を目的とし、固体表面極近傍ラジカル種の計測手法確立を行った。これまでの研究において固体表面を這うプラズマ中（沿面放電）ラジカル種を正確に計測した例はなかった。
初年度研究では表面反応に大きく関与すると予測される、固体表面から100μm以下の領域に生成されたラジカル種に焦点を当てその挙動観測を行った。ラジカル種の計測にはレーザー誘起蛍光法（LIF）を使用した。本研究では従来手法に加え新規計測手法を用いた。新規手法は従来手法で問題となるラジカル計測領域と固体表面とのギャップ（未計測領域）を解消し、固体表面極近傍ラジカル種の詳細な計測が可能である。
計測対象は酸化反応において重要な役割を果たしていると考えられているOHラジカルとした。大気圧プラズマには加湿空気中パルス誘電体バリア放電を用いた。
新規計測手法を用い固体表面から100μm以下の領域で生成されたOHラジカルの密度分布及び時間変化を観測した。実験結果からOHラジカルは固体表面から約100μmの領域で主に生成され、生成領域の厚みは約300μmであることが分かった。また時間変化から見積もった沿面放電ストリーマ中OH局所密度は数十ppm程度であり、コロナ放電どほぼ同等の密度であることが分かった。投入エネルギー増大に伴いOH生成量が線形に増加したが、ストリーマ中局所密度に大きな変化は見られなかった。これより、投入エネルギー増大に伴いストリーマ領域が上昇することがOH生成量増加の要因と考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の研究計画の通り、プラズマ由来ラジカル種の触媒等固体表面における反応機構解明において重要となる固体表面ラジカル種の計測手法を確立した。
また今後の計測で使用する専用リアクタ及び電源装置の作製もすでに終わっている。
これより、当初の計画通り二年度では触媒表面近傍におけるラジカル種の挙動解明が行える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初二年度研究計画通り、触媒表面近傍におけるラジカル種計測を行うことで触媒等固体表面における反応機構解明を行う。
具体的には誘電体にディップコート法を用いることで多孔質TiO2膜を作成し、これに沿面放電を発生させその表面近傍におけるラジカル種の挙動を観測する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
購入予定製品在庫切れのため。
購入予定製品の再発注。
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